风机及其叶片的制作方法

1.本技术设计风力发电技术领域，尤其涉及一种风机及其叶片。


背景技术：

2.风能作为一中资源丰富、环境友好的能源越来越受到人们的关注，风机作为将风能转化为电能的设备，其在陆地和海上的应用数量也越来越多。近年来，伴随着风机发电能力的提升，所需要的叶片的长度也越来越长，超长叶片对运输环境及运输成本都是较大的考验，为降低对运输环境的要求及减少运输成本的投入，亟需发展叶片的分段连接技术。然而，叶片分段后再连接的过程中安装工艺较为复杂。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种风机以及叶片，以简化分段叶片的再连接过程中的安装工艺。
4.第一方面，本技术实施例提供一种叶片，具有叶根和叶尖，叶片包括：叶根段，两端相对设置有所述叶根和连接端；叶尖段，两端相对设置有所述叶尖和所述连接端，所述叶根段的所述连接端和所述叶尖段的所述连接端邻接，其中，所述连接端设置有连接件，相邻所述连接端的所述连接件铆接。
5.在一些实施例中，相邻所述连接端通过多个铆钉连接，多个所述铆钉分布呈一列或者多列；和/或，相邻所述连接端的所述连接件的形状相适配；和/或，所述连接件为金属件。
6.在一些实施例中，所述叶片包括：壳体本体，包括与所述叶根段对应的第一连接段和与所述叶尖段对应的第二连接段；结构梁，包括主梁和腹梁，所述主梁连接于所述壳体本体位于迎风面一侧的内壁和位于背风面一侧的内壁，所述腹梁连接相对设置的所述主梁；所述主梁包括与所述叶根段对应的第一主梁和与所述叶尖段对应的第二主梁，所述连接件分别与所述第一主梁和所述第二主梁连接。
7.在一些实施例中，所述壳体本体包括与所述叶根段对应的第一连接段和与所述叶尖段对应的第二连接段，所述第一连接段和所述第二连接段粘接连接；和/或，所述腹梁包括与所述叶根段对应的第一腹梁和与所述叶尖段对应的第二腹梁，所述第一腹梁和所述第二腹梁粘接连接。
8.在一些实施例中，所述连接件包括相互连接的预埋部和铆接部，所述预埋部预埋于所述主梁，所述铆接部由所述预埋部沿所述主梁的延伸方向向外延伸。
9.在一些实施例中，由所述预埋部与所述铆接部邻接的一侧到所述预埋部远离所述铆接部的一侧，所述预埋部的截面面积渐缩；和/或，
10.所述铆接部具有沿所述主梁延伸方向向外凸出设置的凸台，相互铆接的所述连接件的所述凸台的一侧面相互贴合，两所述凸台与相互贴合的侧面相对的另两侧面分别与所述主梁的两相对的侧面平齐设置。
11.在一些实施例中，所述叶根段包括叶根子段和中间子段，所述叶根子段具有所述叶根，所述叶根子段与所述叶根相对的一端设置有所述连接端，所述中间子段的两端设置有所述连接端，所述中间子段分别通过所述连接端连接于所述叶根子段和所述叶尖段之间。
12.在一些实施例中，所述中间子段的数量为多个，多个所述中间子段首尾连接。
13.在一些实施例中，所述中间子段包括：迎风面连接段，包括迎风面壳体本体、迎风面主梁以及第一腹梁子段，所述迎风面主梁连接于所述迎风面壳体本体与所述第一腹梁子段之间；背风面连接段，包括背风面壳体本体、背风面主梁以及第二腹梁子段，所述背风面主梁连连接于所述背风面壳体本体和所述第二腹梁子段之间，其中，所述第一腹梁子段与所述第二腹梁子段连接。
14.另一方面，本技术实施例提供一种风机，包括以上任意一实施例提供的叶片。
15.本技术实施例提供的风机及其叶片，通过设置叶片的叶根段和叶尖段分别具有连接端，并在连接端设置连接件，使得叶根段和叶尖段可以通过连接端铆接连接，如此可以简化叶片分段组装的工艺，满足叶片在使用时快速组装的需求，同时连接强度较高，且不会产生高温，有效降低对叶片结构产生的损伤。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本技术一实施例提供的叶片的结构示意图；
18.图2是图1中叶片的剖视结构示意图；
19.图3是本技术一实施例提供的叶片的连接端处的结构示意图；
20.图4是图3中沿d-d的剖视图；
21.图5为本技术一实施例提供的图4中e处的局部放大图；
22.图6为本技术另一实施例提供的图4中e处的局部放大图。
23.附图标记说明：
24.100、叶片；100a、连接端；100b、迎风面；100c、背风面；100d、前缘；100e、后缘；100f、叶根；100g、叶尖；
25.110、壳体本体；111、第一连接段；112、第二连接段；113、迎风面壳体本体；114、背风面壳体本体；
26.120、结构梁；121、主梁；1211、第一主梁；1212、第二主梁；1213、迎风面主梁；1214、背风面主梁；122、腹梁；1221、第一腹梁；1222、第二腹梁；1223、第一腹梁子段；1224、第二腹梁子段；
27.130、叶根段；131、叶根子段；132、中间子段；1321、迎风面连接段；1322、背风面连接段；
28.140、叶尖段；
29.2、连接件；21、预埋部；22、铆接部；221、凸台；3、铆钉。
具体实施方式
30.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术的更好的理解。
31.本技术描述中的方位术语仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
33.在风力发电领域，为了方便叶片的运输，通常需要对叶片进行分段，在运输完成后，在风机安装现场将分段后的叶片进行拼装。现有的叶片分段连接方式通常采用粘接、螺栓连接和焊接三种方式。然而，上述三种叶片的分段连接都有着不可忽略的缺陷。粘接连接较为复杂，可实现性不高，且粘接接头需要维持昂贵的环境条件。螺栓连接结构的重量较重，且需要对叶片进行长期监测和维护。而焊接连接在焊接过程中会产生高温，容易对焊接位置及附近区域的叶片结构产生不可预料的损伤，进而影响叶片的使用寿命。
34.有鉴于此，本技术实施例提供一种叶片，如图1所示，叶片100具有叶根100f和叶尖100g，叶片100包括叶根段130和叶尖段140。叶根段130的两端相对设置有叶根100f和连接端100a，叶尖段140的两端相对设置有叶尖100g和连接端100a，叶根段130的连接端100a和叶尖段140的连接端100a邻接，其中，连接端100a设置有连接件2，相邻连接端100a的连接件2铆接。
35.具体地，不同连接端100a对应的连接件2的结构和形状可以相同，也可以不相同，也可以一部分相同，另一部分镜像对称。这里不做限制，只要能够实现相邻连接端100a的铆接连接即可。
36.在具体使用时，通过安装工装分别对叶根段130和叶尖段140进行定位，将叶根段130和叶尖段140的连接端100a拼接完成后，再使用铆钉3将叶根段130和叶尖段140的连接件2固定连接。
37.本技术实施例提供的叶片，通过设置叶根段130和叶尖段140分别具有连接端100a，并在连接端100a设置连接件2，使得叶根段130和叶尖段140可以通过连接端100a铆接连接，如此可以简化叶片100分段组装的工艺，满足叶片100在使用时快速组装的需求，同时叶根段130和叶尖段140的连接强度较高，且安装过程中不会产生高温，有效降低对叶片100的结构产生的损伤。
38.而本技术实施例提供的叶片应用在风机中时，由于叶片100的组装简单，连接强度高，可以有效地降低风机的安装难度和安装时间，叶片100各分段连接结构的高强度可以使其能够承受更大的载荷，并具有较高的结构强度，如此能够提高风机发电的功率，并提高风机的使用寿命。
39.如图2所示，本技术描述中的“轴向”表示叶片100的叶根100f指向叶尖100g所在的方向，“弦向”表示叶片100的前缘100d1指向后缘100e所在的方向，而“宽度方向”表示叶片100同时垂直于轴向的弦向的方向。
40.需要说明的是，铆接所需的连接孔可以在加工连接件2的过程中一起形成铆接孔，也可以在安装现场将叶根段130和叶尖段140拼接完成后，再进行现场配孔，如此可以提高叶根段130和叶尖段140的安装精度。
41.在一些实施例中，为了提高铆接的连接强度，相邻连接端100a的连接件2通过多个铆钉3连接，多个铆钉3可以呈环形分布，也可呈其它形状或者不规则形状分布。示例性地，多个铆钉3分布呈一列或者多列，如此设置，更加便于叶根段130和叶尖段140的铆接连接，简化叶片100的组装工艺。
42.在一些实施例中，相邻连接端100a的连接件2的形状相适配，以使二者形成有效连接，连接后形成的结构构成叶片100的一部分，且不会与叶片100其它结构干涉，也不会对叶片100表面的包络形状产生影响，即叶片100的分段连接不会对叶片的空气动力性能造成不利影响。
43.可以理解的是，连接件2的材料不做限制，可以是金属，也可以是高分子聚合物等其它非金属材料，只要能够形成稳定连接，并在连接后能够承受叶片100工作过程中的各向载荷即可。
44.在一些实施方式中，连接件2为金属件，如连接件2采用钢、铁等材料制成。连接件2为金属件时，具有更高的结构强度，有利于提高叶根段130和叶尖段140的连接强度，以及叶片100的整体结构强度。
45.在一些实施例中，如图2所示，叶片100包括壳体本体110和结构梁120。具体地，壳体本体110可以由蒙皮织物灌注树脂后固化形成。壳体本体110包括与叶根段130对应的第一连接段111和与叶尖段140对应的第二连接段112。结构梁120包括主梁121和腹梁122，主梁121连接于壳体本体110位于迎风面100b一侧的内壁和位于背风面100c一侧的内壁，腹梁122连接相对设置的主梁121。连接件2可以连接于腹梁122，也可以连接于主梁121，也可以同时连接于主梁121和腹梁122。
46.而在连接件2同时连接于主梁121和腹梁122的实施例中，可以设置连接件2的一部分连接于主梁121，另一部分连接于腹梁122，或者设置多个连接件2分别连接于主梁121和腹梁122。这里不做限制，只要能够实现叶根段130和叶尖段140的连接即可。
47.在一些实施例中，如图3和图4所示，主梁121包括与叶根段130对应的第一主梁1211和与叶尖段140对应的第二主梁1212，连接件2分别与第一主梁1211和第二主梁1212连接。即叶尖段140的连接件2和叶根段130的连接件2均连接于主梁121，具体地，连接件2可以连接于靠近背风面100c的主梁121上，也可以连接于靠近迎风面100b的主梁121上。示例性地，靠近背风面100c的主梁121和靠近迎风面100b的主梁121都连接有连接件2，如此进一步提高叶根段130和叶尖段140的连接强度。
48.连接件2与主梁121的连接形式不做限制，连接件2可以在主梁121形成后再连接于主梁121，也可以在主梁121形成前预埋于与主梁121的主材中，在主梁121灌注树脂的过程中与主梁121一体成型，如此使得主梁121与连接件2具有更高的连接强度。
49.在一些实施方式中，如图4所示，壳体本体110包括与叶根段130对应的第一连接段111和与叶尖段140对应的第二连接段112，第一连接段111和第二连接段112粘接连接。即叶根段130和叶尖段140的连接端100a对应的壳体本体110通过粘接的方式实现连接。具体地，第一连接段111和第二连接段112可以分别随叶根段130和叶尖100g一体成型，在二者的结
合面处使用粘合剂对二者进行粘接。也可以在铆接完成后，在叶尖段140和叶根段130的结合面处铺设蒙皮织物并现场树脂等粘合剂形成壳体本体110的一部分，即第一连接段111和第二连接段112通过灌注粘合剂粘接的方式一体成型，如此有利于进一步提高叶根段130和叶尖段140的连接强度，提高叶片100的使用寿命。
50.在一些实施例中，如图4所示，腹梁122包括与叶根段130对应的第一腹梁1221和与叶尖段140对应的第二腹梁1222，第一腹梁1221和第二腹梁1222粘接连接。在主梁121的铆接连接的基础上，通过对腹梁122的粘接连接，进一步提高叶根段130和叶尖段140的连接强度以及叶片100的使用寿命。
51.连接件2的结构型式不做限定，只需能够实现叶根段130和叶尖段140之间的连接即可。
52.在一些实施例中，如图5和图6所示，连接件2包括相互连接的预埋部21和铆接部22，预埋部21预埋于主梁121，铆接部22由预埋部21沿主梁121的延伸方向向外延伸。具体地，预埋部21与铆接部22可以一体成型，也可以分别成型后通过中间件连接为一体。设置预埋部21预埋于主梁121，即将预埋部21预埋于主梁121的主材，随主梁121的主材一起进行树脂灌注成型，如此有利于提高连接件2和主梁121的连接强度，进而提高叶根段130与叶尖段140之间的连接强度，以及叶片100的使用寿命。
53.预埋部21可以是四棱柱体、三棱柱体或者不规则形状的结构，这里不做限制，只需要与主梁121形成稳定的连接即可。
54.在一些实施例中，如图5和图6所示，由预埋部21与铆接部22邻接的一侧到预埋部21远离铆接部22的一侧，预埋部21的截面面积渐缩。示例性地，预埋部21沿平行于主梁121延伸方向的截面形状呈三角形或者三角曲边形，三角形或者三角曲边形的尖角或者窄边伸入主梁121内，如此有利于提高连接件2与主梁121的接触面积，进而提高连接件2与主梁121的连接强度。
55.铆接部22也可以是三棱柱体、四棱柱体或者其它不规则形状的结构，这里不做限制，只需要与主梁121形成稳定的连接即可。
56.在一些实施例中，请继续参阅图5和图6，铆接部22具有沿主梁121延伸方向向外凸出设置的凸台221，相互铆接的连接件2的凸台221的一侧面相互贴合，两凸台221与相互贴合的侧面相对的另两侧面分别与主梁121的两相对的侧面平齐设置。即相邻的连接端100a的连接件2的凸台221进行铆接，且铆接完成后，凸台221形成的整体结构沿叶片100厚度方向的尺寸与主梁121沿厚度方向的尺寸相同，而沿叶片100弦向的尺寸与主梁121沿弦向的尺寸也相同。如此设置，在连接件2连接完成后，可以使连接件2更好地与叶片100的主梁121相适配，以更好地融合于主梁121结构中，有利于提高叶片100的整体结构强度。
57.具体地，相互铆接的两凸台221的贴合面可以垂直于叶片100的厚度方向，也可以垂直于叶片100的弦向，这里不做限制，只要能够实现铆接连接即可。
58.需要说明的是，叶根段130可以是一体成型结构，也可以是由多个子段拼接而成的。同理，叶尖段140也可以是一体成型结构，也可以是多个子段拼接而成的，这里均不作限制。
59.在一些实施例中，如图1所示，叶根段130包括叶根子段131和中间子段132，叶根子段131与叶根100f相对的一端设置有连接端100a，中间子段132的两端设置有连接端100a。
而由于连接端100a设置有连接件2，中间子段132分别通过连接端100a连接于叶根子段131和叶尖段140之间。如此对叶片100进行多次分段，更加便于叶片100的运输。
60.具体地，中间子段132的数量不做限制，可以是一段，也可以是多段拼接而成。
61.在一些实施例中，中间子段132的数量为多个，多个中间子段132首尾连接，然后两端分别与叶根子段131和叶尖段140连接。如此，可以根据需要，将叶片100沿周向分成更多段，更有利于运输。
62.在另一些实施例中，如图3和图4所示，中间子段132包括迎风面连接段1321和背风面连接段1322。迎风面连接段1321包括迎风面壳体本体113、迎风面主梁1213以及第一腹梁子段1223，迎风面主梁1213连接于迎风面壳体本体113与第一腹梁子段1223之间。背风面连接段1322包括背风面壳体本体114、背风面主梁1214以及第二腹梁子段1224，背风面主梁1214连接于背风面壳体本体114和第二腹梁子段1224之间，其中，第一腹梁子段1223和第二腹梁子段1224连接。如此一来，沿叶片100的宽度方向，将中间子段132分成两部分，在安装时，将迎风面连接段1321和背风面连接段1322同叶根子段131和叶尖段140一起拼接完成后，再通过铆接或者粘接等方式将各部分连接为一体，形成完整的叶片100。通过上述设置，更有利于叶片100的安装。
63.可以理解的是，第一腹梁子段1223和第二腹梁子段1224可以通过粘接的方式连接，也可以通过铆接、螺纹连接，或者卡接等方式连接，这里不做限制。
64.另一方面，本技术实施例提供一种风机，包括以上任意一实施例提供的叶片100。具体地，风机还包括轮毂以及与轮毂连接的发电机，叶片100安装在轮毂上，叶片100在风力的带动下发生转动，带动轮毂转动、进而带动发电机组进行发电，完成风能到机械能再到电能的转化。
65.本技术实施例提供的风机，由于采用了以上任意一实施例提供的叶片100，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。
66.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
67.应理解，在本技术实施例中，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其它信息确定b。
68.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。